【文章內(nèi)容簡介】 量 265m3/s，與 洪 峰 流 量 平 均 值 相 差 不 大 。② 持 續(xù) 時 間 長 。 一 次 洪 水 過 程 少 則 三 、 五 天 ， 多 則 十 幾 天 。 多 年 平 均 一 、 三 、 七 、十 五 日 洪 量 相 當(dāng) 于 日 均 流 量 265m3/s、 230m3/s、 200m3/s 和 177m3/s。 實 測 最 大 一 、三 、 七 、 十 五 日 洪 量 分 別 為 億 m 億 m 億 m3和 億m3， 折 合 日 流 量 為 804m3/s、 523m3/s、 413m3/s 和 404m3/s， 均 超 過 洪 峰 均 值 。③ 時 間 和 水 量 集 中 。 洪 水 均 發(fā) 生 于 汛 期 ， 又 多 集 中 于 7 月 和 8 月 上 旬 ， 占 85%以 上 。歷 年 平 均 十 五 日 洪 量 占 全 年 徑 流 量 的 %。 而 實 測 最 大 十 五 日 洪 量 接 近 多 年 平均 徑 流 量 的 一 半 (43%)。④ 峰 型 多 變 。 對 40 余 條 實 測 過 程 線 分 析 ， 一 次 洪 水 過 程 有 單 峰 、 雙 峰 、 多 峰 、尖 瘦 型 、 矮 胖 型 、 峰 高 量 大 等 不 同 類 型 ， 其 中 雙 峰 和 多 峰 型 占 到 65%以 上 。 洪水類型瑪 河 的 洪 水 主 要 受 氣 溫 和 降 水 的 影 響 。 按 照 不 同 的 成 因 ， 洪 水 主 要 分 為 三 種 類 型 ：① 融 雪 (冰 )型 洪 水 。 受 氣 溫 控 制 ， 冰 川 及 永 久 性 積 雪 消 融 ， 洪 水 有 明 顯 的 一 日 一峰 ， 峰 谷 變 化 較 有 規(guī) 律 。 在 整 個 汛 期 ， 這 類 洪 水 水 量 占 很 大 的 比 重 。 春 季 如 果 積雪 量 大 ， 氣 溫 回 升 快 ， 這 時 中 、 低 山 區(qū) 和 丘 陵 區(qū) 的 積 雪 融 化 也 能 形 成 較 大 的 春 洪 。② 暴 雨 型 洪 水 。 受 局 部 天 氣 和 地 形 的 影 響 ， 降 雨 也 可 形 成 有 較 大 破 壞 能 力 的 洪 水 。暴 雨 一 般 發(fā) 生 在 中 、 低 山 區(qū) ， 匯 流 速 度 較 快 ， 形 成 的 洪 水 具 有 陡 漲 陡 落 ， 峰 高 量少 ， 水 勢 洶 猛 的 特 點(diǎn) ， 這 類 洪 水 的 歷 時 很 短 ， 在 數(shù) 小 時 內(nèi) 即 可 完 成 。③ 混 合 型 洪 水混 合 型 洪 水 主 要 發(fā) 生 于 7 月 和 8 月 ， 由 高 山 區(qū) 的 融 雪 (冰 )洪 水 和 中 低 山 區(qū) 的暴 雨 洪 水 迭 加 而 成 。 特 點(diǎn) 是 洪 峰 高 、 洪 量 大 、 歷 時 長 。 是 水 利 工 程 、 特 別 是 攔 河水 庫 的 重 點(diǎn) 防 范 對 象 。 據(jù) 統(tǒng) 計 ， 瑪 河 歷 年 最 大 洪 水 過 程 大 部 分 都 是 這 類 洪 水 。 如干 流 上 1963 年 8 月 、 1996 年 7 月 和 1999 年 7 月 、 8 月 連 續(xù) 二 次 洪 水 過 程 ， 山 區(qū)均 有 較 大 的 暴 雨 出 現(xiàn) 。 歷史洪水對 瑪 河 的 歷 史 洪 水 ， 曾 有 多 家 單 位 先 后 進(jìn) 行 過 數(shù) 次 調(diào) 查 考 證 ， 其 中 包 括 鐵 道18部 第 一 設(shè) 計 院 、 自 治 區(qū) 公 路 局 、 新 疆 農(nóng) 墾 總 局 以 及 石 河 子 水 文 水 資 源 局 。 距 今 最近 的 調(diào) 查 是 1977 年 由 新 疆 農(nóng) 墾 總 局 和 石 河 子 水 文 水 資 源 局 聯(lián) 合 調(diào) 查 成 果 。 此 次 調(diào)查 到 1906 年 、 1923 年 、 1931 年 和 1940 年 四 次 歷 史 洪 水 ， 因 調(diào) 查 年 代 已 久 ， 現(xiàn) 在只 能 找 到 這 次 調(diào) 查 的 部 分 分 析 計 算 成 果 ， 無 法 對 其 進(jìn) 行 全 面 的 復(fù) 核 與 核 實 ， 但 可以 知 道 這 次 的 計 算 存 在 著 以 下 問 題 ：(1)從 找 到 的 部 分 分 析 計 算 成 果 中 可 知 ， 調(diào) 查 指 認(rèn) 的 洪 痕 大 都 在 中 、 下 游 河段 ， 而 瑪 河 出 山 口 以 下 的 河 段 沖 淤 變 化 和 兩 岸 沖 刷 都 很 嚴(yán) 重 ， 歷 史 洪 水 發(fā) 生 的 時間 距 調(diào) 查 計 算 年 代 已 近 40 年 ， 在 推 求 洪 峰 流 量 ， 沒 有 對 河 床 的 變 化 做 還 原 分 析 。(2)在 調(diào) 查 到 的 四 次 歷 史 洪 水 中 ， 只 有 1931 年 和 1940 年 的 成 果 資 料 當(dāng) 時 評 為可 靠 。 由 于 調(diào) 查 到 的 洪 痕 大 都 在 中 、 下 游 河 段 ， 因 而 ， 各 站 點(diǎn) (煤 窯 、 肯 斯 瓦 特 、紅 山 嘴 )的 洪 峰 流 量 是 通 過 插 補(bǔ) 求 得 ， 插 補(bǔ) 計 算 時 也 沒 有 對 斷 面 進(jìn) 行 還 原 ， 查 補(bǔ)方 法 及 計 算 精 度 不 詳 。 1931 年 在 肯 斯 瓦 特 處 的 洪 峰 流 量 為 870m3/s， 1940 年 在 紅山 嘴 出 的 洪 峰 流 量 為 1440m3/s。鑒 于 以 上 兩 點(diǎn) 原 因 ， 加 之 瑪 河 1999 年 發(fā) 生 了 有 實 測 資 料 記 錄 以 來 最 大 的 一場 洪 水 ， 紅 山 嘴 斷 面 實 測 最 大 洪 峰 流 量 1095m3/s， 超 過 1931 年 的 調(diào) 查 值 ， 接 近1940 年 調(diào) 查 值 。 因 此 ， 在 本 次 洪 水 設(shè) 計 中 ， 僅 采 用 1940 年 紅 山 嘴 斷 面 的 較 可 靠的 歷 史 調(diào) 查 洪 水 ， 而 且 根 據(jù) 調(diào) 查 到 歷 史 洪 水 的 最 早 年 份 ——1906 年 至 今 從 未 發(fā) 生過 大 于 1440m3/s 的 洪 水 ， 因 此 在 本 次 工 作 中 ， 將 該 次 歷 史 調(diào) 查 洪 水 的 重 現(xiàn) 期 確定 為 百 年 一 遇 。 洪水系列代表性分析由 于 紅 山 嘴 站 已 有 51 年 (1953 年 ～ 2022 年 )的 實 測 資 料 ， 可 以 滿 足 規(guī) 范 中 資料 年 限 的 要 求 。 從 逐 年 洪 峰 流 量 過 程 線 (圖 25)、 峰 流 量 差 積 曲 線 (圖 26)和 洪 峰流 量 逆 累 進(jìn) 均 值 過 程 線 (圖 27)上 可 以 看 出 ， 整 個 洪 水 系 列 中 包 含 了 大 、 中 、 小洪 峰 點(diǎn) 據(jù) ， 說 明 現(xiàn) 有 51 年 系 列 對 總 體 也 具 有 較 好 的 代 表 性 。圖 25紅 山 嘴 站 洪 峰 流 量 過 程 線0200400600800100012001953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2022年 份Q(m3/s)19圖 26圖 27因 紅 山 嘴 站 已 有 51 年 (1953 年 ～ 2022 年 )的 實 測 資 料 系 列 ， 洪 峰頻 率 分 析 采 用 PⅢ 型 曲 線 ， 用 矩 法 計 算 其 參 數(shù) ， 適 線 法 目 估 適 線 。適 線 原 則 為 ： 曲 線 盡 量 通 過 點(diǎn) 群 中 心 ， 適 當(dāng) 照 顧 高 水 點(diǎn) 據(jù) 。 洪 峰 流 量設(shè) 計 成 果 見 表 25， 頻 率 曲 線 見 圖 28。 另 將 1940 年 的 歷 史 調(diào) 查 洪 水紅 山 嘴 站 洪 峰 流 量 差 積 曲 線 圖1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2022年 份∑ (Ki/k1)紅 山 嘴 站 洪 峰 流 量 逆 累 進(jìn) 均 值 過 程 線01002003004005006001953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2022年 份Q(m3/s)20作 為 百 年 一 遇 的 歷 史 洪 水 加 入 實 測 洪 水 系 列 中 進(jìn) 行 頻 率 分 析 ， 頻 率 分析 結(jié) 果 見 表 25。 從 表 中 可 以 看 出 ， 同 頻 率 下 是 否 加 入 歷 史 洪 水 的 結(jié)果 僅 差 1%， 因 此 在 本 次 工 作 中 確 定 采 用 實 測 洪 水 系 列 的 分 析 結(jié) 果 ， 即方 法 一 的 結(jié) 果 。紅山嘴斷面洪峰流量頻率計算結(jié)果表表 25 單位：m 3/sP(%)項目 均值Cv R 1 2 5 10 20 50方法一 356 1521 1283 1054 892 769 574 408 268方法二 360 1538 1297 1066 902 778 580 413 271注：方法一為實測洪峰系列分析結(jié)果，方法二為加入 1940 年歷史洪水的分析結(jié)果。紅山嘴斷面實測系列洪峰流量頻率曲線圖圖 28 泥沙 泥沙成因及特性瑪 河 屬 于 一 條 多 沙 河 流 。 泥 沙 來 源 于 降 雨 融 雪 匯 流 對 流 域 面 的 侵 蝕 和水 流 對 河 道 的 沖 刷 。 從 河 源 至 出 山 口 ， 泥 沙 隨 高 程 的 遞 減 而 逐 漸 增 加 。各 段 情 況 為 ： 高 山 區(qū) 為 永 久 性 積 雪 和 冰 川 所 覆 蓋 ， 水 體 含 沙 量 極 少 ，21冰 川 下 緣 冰 舌 附 近 ， 由 于 冰 磧 物 的 存 在 ， 豐 水 期 可 隨 水 流 而 下 ， 產(chǎn) 生泥 沙 。 海 拔 1500m～ 3600m 地 區(qū) ， 區(qū) 域 內(nèi) 植 被 發(fā) 育 良 好 ， 覆 蓋 率 高 ， 雖本 區(qū) 降 雨 較 豐 沛 ， 但 對 流 域 面 的 侵 蝕 不 大 ， 沙 量 主 要 來 源 于 水 流 對 匯流 溝 、 河 的 沖 刷 。 流 域 山 區(qū) 中 下 游 范 圍 ， 覆 蓋 層 松 散 破 碎 ， 植 被 稀 少且 多 為 草 本 ， 持 水 能 力 差 ， 遇 有 降 雨 產(chǎn) 流 ， 大 量 泥 沙 就 隨 水 體 進(jìn) 入 河道 。 此 段 河 床 縱 坡 也 較 大 ， 水 流 對 河 床 的 切 割 和 兩 岸 的 沖 刷 也 十 分 嚴(yán)重 。 從 各 區(qū) 域 而 言 ， 泥 沙 主 要 來 源 于 山 區(qū) 的 中 下 部 ?，?河 的 泥 沙 有 如 下 特 征 ：① 泥 沙 的 年 季 變 化 很 大 。 降 水 是 產(chǎn) 沙 多 寡 的 主 導(dǎo) 因 素 ， 相 應(yīng) 氣 溫 作 用不 大 。 如 果 一 年 中 降 雨 次 數(shù) 多 、 強(qiáng) 度 大 ， 年 輸 沙 量 就 大 ， 反 之 則 少 。以 肯 斯 瓦 特 站 懸 移 質(zhì) 測 驗 為 例 ， 實 測 最 大 年 輸 沙 量 為 萬t(1999 年 )， 最 小 年 輸 沙 量 為 萬 t(1992 年 )， 二 者 相 差 35 倍 之多 ， 分 別 為 均 值 的 倍 和 倍 。② 泥 沙 的 年 內(nèi) 分 配 集 中 。 6 月 ～ 8 月 輸 沙 量 占 到 全 年 輸 沙 量 的%， 7 月 ～ 8 月 占 80%以 上 。 在 這 三 個 月 中 ， 特 別 是 7 月 和 8 月 ，氣 溫 較 高 ， 流 域 覆 蓋 層 干 燥 松 散 ， 加 之 暴 雨 強(qiáng) 度 較 大 ， 河 道 水 量 大 ，易 于 泥 沙 的 產(chǎn) 生 和 輸 送 。 冬 季 各 月 因 水 量 小 且 平 穩(wěn) 而 且 主 要 是 冰 川 融水 和 地 下 水 補(bǔ) 給 ， 水 體 含 沙 量 基 本 為 零 。③ 含 沙 量 集 中 。 與 降 雨 有 關(guān) ， 全 年 的 沙 量 ， 主 要 集 中 在 數(shù) 日 之 內(nèi) 。 如1969 年 7 月 30 日 紅 山 嘴 站 日 均 懸 移 質(zhì) 輸 沙 率 為 11200kg/s， 相 當(dāng) 于 萬 t， 占 到 全 年 輸 沙 量 的 %。 肯 斯 瓦 特 站 1987 年 7 月 14日 ～ 15 日 二 天 的 輸 沙 量 達(dá) 到 萬 t， 占 當(dāng) 年 總 量 的 %?，?河 泥 沙 的 上 述 特 征 ， 與 新 疆 天 山 北 坡 同 類 型 河 流 的 產(chǎn) 沙 情 況 基 本 一致 。 懸移質(zhì)泥沙統(tǒng)計紅 山 嘴 站 懸 移 質(zhì) 泥 沙 測 驗 自 1956 年 ～ 1978 年 共 計 22 年 資 料 ， 其中 完 整 資 料 有 18 年 ， 根 據(jù) 觀 測 資 料 分 析 紅 山 嘴 站 多 年 平 均 懸 移 質(zhì) 輸22沙 量 為 270 萬 t， 輸 沙 率 為 ， 同 期 含 沙 量 為 ， 侵蝕 模 數(shù) 524t/km2。 多 年 平 均 逐 月 懸 移 質(zhì) 泥 沙 統(tǒng) 計 表 見 表 27。紅 山 嘴 站 多 年 平 均 逐 月 懸 移 質(zhì) 泥 沙 統(tǒng) 計 表表 27月 份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月輸 沙 率 (kg/s) 12 187 433輸 沙 量 (104t) 比 例 (%) 月 份 8月 9月 10月 11月 12月 年輸 沙 率 (kg/s) 317 輸 沙 量 (104t) 270比 例 (%) 1001979 年 電 站 引 水 渠 的 建 成 ， 減 少 了 河 道 泥 沙 的 量 ， 因 此 只 能 采 用1979 年 以 后 的